[发明专利]蒽醌衍生物四元胺单体、源自其的黑色本征聚酰亚胺及其制备方法

说明书

本申请涉及一种蒽醌衍生物四元胺单体，其特征在于，其具有通过下述通式I所示的结构：该蒽醌衍生物四元胺单体中只有二个胺基能够发生缩聚反应，因此能获得线性聚合物。本申请还涉及如上所述的蒽醌衍生物四元胺单体的制备方法。本申请还提供一种源自上述蒽醌衍生物四元胺单体的黑色本征聚酰亚胺及其制备方法。本文所述的黑色聚酰亚胺遮光性能好，具有良好的力学性能、热稳定性和介电性能，且全波段光学透过率都小于1％。

技术领域

本申请涉及有机合成技术领域，具体来说，本申请涉及一种蒽醌衍生物四元胺单体、蒽醌衍生物四元胺单体的制备方法、源自该蒽醌衍生物四元胺单体的黑色本征聚酰亚胺及该黑色本征聚酰亚胺的制备方法。

背景技术

黑色聚酰亚胺(PI)薄膜具有不透明、吸光性低、光透过率低、光反射系数低等特点，在以下领域具有重要的应用价值：(1)柔性线路板(FPC)基板膜，黑色可以有效地阻挡光线，防止线路设计被竞争对手破解，黑色还是简单色更符合简洁美学要求；(2)锂电池：锂电池组连接片的绝缘保护，黑色聚酰亚胺可遮蔽光线防止铜氧化；(3)无线充电：无线充电需要使用超薄黑色聚酰亚胺薄膜胶作为线圈的绝缘保护，但目前黑色聚酰亚胺达不到要求，暂用普通聚酰亚胺上进行碳黑涂布；(4)航空航天：用于卫星天线，可以消除或避免各种杂散光对成像系统和传感器的干扰；作为光吸收薄膜可用于制备光固定衰减器和光终端器。

目前黑色PI薄膜的制备方法主要有三种方式：(1)添加石墨烯、二萘嵌苯黑和其他有机无机填料的；(2)使用特种单体，增加聚酰亚胺分子链的电荷转移络合物的形成。如刘等(J Polym Res(2019)26:171)采用富电子的芳香二胺单体，4,4′-二氨基二苯胺(NDA)和PMDA共聚合，但是即使100％NDA的使用聚合物的颜色仍然没有变黑。因此，通过共轭实现聚酰亚胺的黑色是不能完全实现的黑色，且大量使用特种单体造成黑色聚酰亚胺薄膜的成本增加。另外，公开号为CN109180936A的中国发明专利申请采用与商业化二胺共聚的方式，通过调控两者配比制备了系列本征型黑色聚酰亚胺。公开号为CN111574426A的中国发明专利申请设计合成了含异靛蓝结构的二胺单体并将其与商业化二酐均聚，制备得到了系列本征型黑色聚酰亚胺。

但是，如上述的黑色聚酰亚胺制备方法或多或少的存在以下不足：

1.制备工艺复杂，均需提前对填料做改性处理得以更均匀地分散质在PI基质中，以避免造成力学性能不均现象和针孔；

2.无机填料的引入虽然在一定程度上可以提升PI膜的力学性能和热学性能，但会破坏PI膜的绝缘性及击穿强度，对其在电子工业领域的应用带来不利影响。

3.有机颜料的引入虽然避免了影响PI膜的电学性能，但其较低的热分解温度阻碍了PI膜在高温领域的应用，且其易受环境因素影响而分解，耐候性较差；

4.现有本征型黑色聚酰亚胺在光学透过率这项指标上仍有所欠缺，无法确保在可见光全波段均低于1％。

为此，本领域持续需要开发一种黑色本征聚酰亚胺及其制备方法。

发明内容

本申请之目的在于提供一种摩尔消光系数很高的新颖的蒽醌衍生物单体，由于将多个助色基团引入蒽醌结构，使得其吸收波长延伸到很宽的范围，从而解决上述技术问题。

本申请之目的还在于提供一种蒽醌衍生物四元胺单体的制备方法。

本申请之目的还在于提供一种利用该蒽醌衍生物四元胺单体合成的黑色本征聚酰亚胺。

本申请之目的还在于提供一种黑色本征聚酰亚胺的制备方法。

为了解决上述技术问题，本申请提供下述技术方案：

在第一方面中，本申请提供一种蒽醌衍生物四元胺单体，其特征在于，其具有通过下述通式I所示的结构：